Genetik (Fach) / Allgemeine Fragen (Lektion)

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• Wer legte die Basis für die heutige Zucht? Robert Bakewell 18. Jahrhundert in England Er führte auf seiner FarmLeistungsprüfung und gerichtete Paarung ein. →züchtete leistungsfähigere Rassen
• Warum ga es ab 1950 eine stürmische Entwicklung der wissenschaftlichen Tierzucht? Weil die DNA-Struktur entdeckt wurde, dadurch: Anwendung mathematischer, statistischer Programme und Erkentnisse der Populationsgenetik künstliche Besamung Zuchtprogramm systematische Kreuzungszucht molekulargenetische und biotechnologische Methoden
• Wichtige Punkte des heutigen Zuchtprogramms sind: Zuchtbuchführung →Eintragung in das Zuchtbuch mit Abstammung Leistungsprüfung  (Exterieurbeurteilung) Zuchtwertschätzung →Schätzung der genetischen Veranlagerung Selektion, Paarung Zuchtfortschritt→ Differenz des Elternniveaus zwischen Eltern und F1 Übertragung des Zuchtfortschritts
• Identifizierung Notwendig für Zucht, Ernährung (Futterautomat), tierärztliche Behandlung Anforderungen: deutlich sichtbar, schmerzfrei, einzigartige Nummer, darf nicht verloren gehen kurzfristige Identifizierung: Ölstift, Brandzeichen im Horn, Halsriemen langfristige Identifizierung: Ohrmarken, Lochung bei Vögeln, Brandzeichen, Tätowierungen, Ohrkerbung, Mikrochip
• Paratyp rein umweltbedinges Merkmal im Phänotyp
• Was ist die Grundvoraussetzung bei der Mendelschen Genetik? Das Merkmal bestimmende Hauptgen liegt an einem Genort, die verschiedenen Merkmale liegen an verschiedenene Chromosomen und sind nicht X-gebunden.
• Erbgänge bei Elternteilen, die sich in einem Merkmal unterscheiden, für das beide homozygot (reinerbig) sind dominant- rezessiv: die gesamte F1 Generation hat den Phänotyp des Elternteils, der das dominante Merkmal hat. Sie sind vom genotyp aber heterozygot (mischerbig) intermediär: Die F1 Generationnhat eine Mischform der elterlichen Merkmale (rot x weiß → rosa), wenn beide Merkmale der Eltern dominant sind kodominant: Die F1 Generation bildet beide Merkmale separat aus
• Mendelsche Regeln Uniformitätsregel → Elternteile homozygot Spaltungsregel →Elterteile heterozygot: Phänotyp 3:1, Genotyp 1:2:1 Unabhängigkeits/ Neukombinationsregel → zwei Merkmale vererben sich unabhängig voneinander und können ganz neue Phänotypen auftreten lassen.
• Superdominanz Phänotyp der heterozyoten zeigt größere Ausprägung als der der homozygoten
• epistatische Allelwirkung Ein Allel hat Wirkung auf Allele an einem anderen Lokus
• Pleiotrop ein Gen beeinflusst die Phänotypische Ausprägung mehrerer Merkmale
• Dosiswirkung Bsp.: Stummelschwänzigkeit bei Manxkatzen Heterozygoten tragen das semidominate Letalgen (Mx), homozygote sterben
• Penetranz Häufigkeit mit der alle Tiere des gleichen Genotyps denselben Phänotyp tragen.
• crossing over Austausch von homologen Chromosomentypen während Meiose; je weiter zwei Gene auf einem Cromosom auseinander liegen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie durch crossing over ausgetauscht werden. An die nachfolgende Generation werden also Chromosomen weitergegeben, die eine Mischung aus väterlichen und mütterlichen Abschnitten darstellen und dadurch eine große genetische Vielfalt ermöglichen.
• Kopplung Unter Genkopplung versteht man in der Genetik das Phänomen, dass manche durch Gene kodierte Merkmale im Laufe mehrerer Generationen gemeinsam vererbt werden. Sehr nah aneinander liegende Gene am gleichen Chromosom könne gekoppelt werden.
• genomische Prägung oder Genomiale Imprinting Genomische Prägung bezeichnet das Phänomen, dass die  Expression von Genen davon abhängen kann, von welchem Elternteil das Allel stammt. Dieses Vererbungsschema steht im Widerspruch zur klassischen mendelschen Vererbung. Bei Genen, die dem Genomic Imprinting unterliegen (imprintete Gene), ist entweder nur die von der Mutter stammende, oder nur die vom Vater stammende Version aktiv.
• maternale Vererbung Nachkommen erhalten nur die Allele, die durch die Mutter vererbt sind
• Allelpolymorphismus Hat ein Gen mehr als 2 Allele, dann liegt multiple Allelie vor. Diese Allele liege auf dem gleichen Lokus, daher größere Anzahl von Allelkombinationen Bsp.: Farbvererbung, Albino-Lokus, Blutgruppen
• Hauptgene in der Tierzucht Hornlosigkeit (P, dominant) FecB (dominant): Polyovulation Myostatin Gen (mh, rezessiv) → führt zu Muskelhypertrophie beim Ru schnelle Befiederung (kk, rezessiv) →bei Hennen, z-gebunden Zwergwuchs (dw, rezessiv, Z-gebunden) →einfachere Haltung der Hennen Thermotoleranz-Gen (in tropischen Gebieten erwünscht) Roan Schimmelzeichnung (Stichelhaarig)
• Autosex Gene Blausperber Huhn (Hahn ist heller) Graugefieder bei Gänsen (homogametische Männchen dunkler) Texan und King Tauben (Melanin-Inhibitor Gen)
• genetischer Drift Homozygoten Anstieg und Verlust von Allelen in kleinen Populationen
• Depression durch kontinuierliche Inzucht entsteht eine verminderte Fitness und Leistungsfähigkeit der Nachkommen
• Beispiele für Erbkrankheiten HD Muskeldystrophie (v.a. beim Golden Retriever, rassenspezifisch) Nachtblindheit beim Briard
• Letalgene in der Tierzucht Feldmaus: wilde und gelbe Fellfarbe Stumelschwänzige Manxkatzen → homozygoter Genotyp ist letal Merlefaktor beim Hund Platinmutante beim Silberfuchs "white face" Mutante beim Silberfuchs dominantes weiß und unveränderliche Roanschimmelzeichung beim Pferd LWO beim Pinto →dominant weiße Fohlen Shiraz Genmutation beim Karakul-Lamm (erst nach Absetzen durch Pansendysfunktion)
• genetische Klassifizierung der Erbkrankheiten molekulargenetisch geklärt oder durch direkte Gendiagnose ein oder mehr gekoppelte Marker bekannt (durch indirekte Gendiagnose) nur phänotypische Diagnose (phänotypische/ klinische Diagnose) übrige Monogen-Abnormalitäten Als Erbkrankheit werden Erkrankungen und Besonderheiten bezeichnet, die entweder durch ein Gen (monogen) oder mehrere untypisch veränderte Gene (polygen) ausgelöst werden und zu bestimmten Erkrankungsdispositionen führen. In diesem Zusammenhang spricht man auch von monogenetischer bzw. polygenetischer Erkrankung.
• Grundformen der Vererbung von Erbkrankheiten autosomal-rezessive Erbgänge →heterozygote ist Anlageträger, Manifestation in Homozygoten autosomal-dominate Erbgänge →Manx-Katzen, Abnormalität ist dominat, homozygoten sterben bei Manx Katzen gonosomale Erbgänge bzw. X-gebunden rezessiv →Männchen sind öfter betroffen, da Weibchen das defekte Gen durch das andere X-Chromosom ausgleichen können oder dominant →Weibchen sind öfter betroffen, da die Wahrscheinlichkeit ein erkranktes X-Chromosom zu erhalten bei Ihnen höher ist (da sie 2 X Chromosomen haben) Mitochondriale und Extrachromosomale Erbgänge →wird nur mütterlicherseits vererbt (Mitochondriale DNA nicht an Spermium)
• Bekämpfung von Erbkrankheiten Selektion von Anlagenträgern keine Inzucht gesunde Vatertiere verwende Züchtung auf Krankheitsresistenz
• Beispiele für Polymorphismus mit 3 funktionsfähigen Allelmutanten Merino Schaf→ FecB Thoca-Island Schaf →Fec II Lacaune Fleischschaf →FecLL Blutgruppen
• Beispiele für Polymorphismus mit mind. 5 funktionsfähigen Allelmutanten Inverdale Schafrassen→FecXI Irish Belclare Schaf, Hanna Schafrassen →FecXB, FebXG, FecXH Woodland→FecX2W
• Mikrosatelliten Introns = nicht kodierende Sequenzen
• Sequenzvariationen beim Polymorphismus Einzelnukleotidpolymorphismen →Austausche ines Nukleotids innerhalb des DNA-Moleküls kleine Insertions- oder Deletionspolymorphismen →Einbau oder Verlust mind. eines Nukleotids Strukturvarianten →das gesamte Gen betreffend
• Immunogenetik Damit werden unter dem Begriff der Immungenetik all die Prozesse in einem Organismus zusammengefasst, die einerseits durch die Gene des Organismus kontrolliert oder beeinflusst werden und andererseits im Rahmen der immunologischen Abwehrreaktionen des Organismus eine Rolle spielen. welche Verlaufsprognosen und Therapieempfehlungen zu Erkrankungen lassen sich auf Grund von genetischen Dispositionen erstellen sowie wie können diese genetischen Dispositionen mit Wirkstoffen beeinflusst werden (Gentherapie).  
• Polygenie Beteilgung mehrerer Merkmale an phänotypischer Ausprägung
• PCR Vorraussetzung: bekannte DNA-Sequenz am Anfang und Ende der zu untersuchenden DNA-Fragments synthetische Primer, die komplementär zu den Start- und Endsequenzen sind DNA Polymerase (hitzestabil) ZUm Schluß Gelelektrophorese Ablauf: Vermehrung der DNA-Sequenz in vitro. Dann können aus einem DNA-Gemisch selektiv bestimmte DNA-Abschnitte amplifiziert werden.
• QTL Quantitativer-Trait-Loci Nachweis Bestimmung von Genvarianten, die für polygene Merkmale (Leistungsmerkmale) verantwortlich sind.
• Gendiagnose-Methoden PCR QTL Sequenzierung →Bestimmung der Nukeotid-Abfolge Genomik →Genkartierung. Lokalisation der Gene an Chromosomen Transkriptomik →Untersuchung von Genprodukten und Genexpressionen in Gewebe; Eiweiß-Untersuchungen
• Hardy-Weinberg-Gesetz Die Genotypen und Allelfrequenzen sind in einer Population über Generationen konstant, wenn die Population sehr groß ist zufällige Paarung stattfinden (jedes Tier hat die Chance sich zu paaren) und keine Mutation, Migration und Selektion stattfindet. Eine Population auf die diese Bedingungen zutreffen befindet sich im Hardy-Weinberg-Gleichgewicht. Trifft in der Realität aber nur selten zu →survival of the fittest.
• Erblichkeit y = a+bx Wo   y = abhängige Variable →Größe der Nachkommen        x = unabhängige Variable →Größe der Eltern        b = Steigung der Gerade (Regressionskoeffizient)        a = Achsenabschnitt
• Heritabilität (Erblichkeit) h2 = genetische Varianz/ phänotypische Varianz Für die Berechnung der Heritabilität wird davon ausgegangen, dass komplexe Eigenschaften innerhalb einer Population normal verteilt sind und dass somit ein Mittelwert existiert. Durch Selektion kann man nun innerhalb der Population eine Subpopulation auswählen, deren Mittelwert vom Mittelwert der Ausgangspopulation verschieden ist. Diese Differenz der Mittelwerte ist die Selektionsdifferenz. Züchtet man nun mit den Individuen der Subpopulation, so wird sich in der Population ihrer Nachkommen wiederum ein Mittelwert der betrachteten Eigenschaft ergeben. Die Differenz zwischen diesem Mittelwert und dem Mittelwert der Ausgangspopulation ist der Selektionserfolg. Der Quotient aus Selektionserfolg und Selektionsdifferenz definiert die Heritabilität der entsprechenden Eigenschaft. Er schwankt je nach Eigenschaft zwischen 0 und 1, kann aber auch in Prozent angegeben werden.
• Galtonsche Regression besagt, dass die Merkmale der Nachkommen von den Merkmalen der Eltern abhängen und vom Mittelwert der Population. Bsp.: Kriegen zwei sehr große Eltern ein Kind, ist dieses groß aber nicht so groß wie die Eltern. Es liegt zwischen den Eltern und dem Mittelwert → Regression zur Mitte
• Korrelation Korrelation stellt den Zusammenhang zwischen zwei Merkmal(sänderungen)en da, ohne sie füreinander verantwortlich zu machen. Bsp.: positive Korrelation: Je mehr Futter desto fetter das Küken negative Korrelation: Je weitere Strecke, desto weniger Sprit im Tank. aber, eine Korrelatione ist nicht zu verwechseln mit Ursache-Wirkung Zusammenhang. Bsp.: Im Sommer wird viel Eis gegessen und die Leute kriegen häufig Sonnenbrand →Die Leute kriegen keinen Sonnenbrand vom Eisessen, genausowenig lindert Eisessen den Sonnenbrand.
• Selektionsformen stabilisierende Selektion → führt zur Stabilisierung des Merkmals, Population bleibt unverändert, Tiere die stark vom Mittelwert abweichen, werden nicht als Zuchttier verwendet disruptive Selektion→ Tiere die positiv oder negativ vom Mittelwert abweichen, werden zur Zucht ausgewählt → Popultaion spaltet sich in zwei unterscheidliche Nachkommen Populationen Tandemselektion → Tiere werden von Generation zu Generation nach unterschiedlichen Merkmalen ausgewählt (dumm!!!!!) Indexselektion →Selektion nach flexiblen Selektionsgrenzen, schwächere Leistungen könne von Tieren mit Überdurchschnittlicher Leistung kompensiert werden
• Zuchtwertschätzungmethoden BLUP→beste lineare unverzerrbare Vorhersage, allg. statistisches Verfahren zur Schätzung von Effekten bei denen der ZUfall eine Rolle spielt.Mit Hilfe von PC's können auf Basis von Mischmodell-Gleichungen BLUP Werte berechnet werden. AM → Tiermodell, Zuchtwerte aller Männlichen und Weiblichen Tiere werden geschätzt und Umweltinflüsse wegkorrigiert. Vorteil: Alle über die Verwandschaftsbeziehungen eines Tieres zur Verfügung stehenden Daten können genutzt werden. (Geschwister, Onkel, Tante,..) MCC →Zeitgefährtenvergleich, Vergleich der Merkmalswerte der Nachkommen mit dem Populationsdurchschnitt
• additive Genwerte die additiven Teilwerte der Gene geben in ihrer Summe den Merkmalswert des Genotyps.
• Zuchtmethoden 1. Reinzuchtmethoden: →Paarung innerhalb einer Rasse, basierend auf additver Allelwirkung, Langfristig: vermehrte Homozygotie→Leistung angeglichen a) in offener Population: Reinzucht →innerhalb Rassenpopulation untr Vermeidung von Verwandetnpaarungen Veredelungszucht →Tiere aus Population A werden befristet mit Tieren aus Population B verpaart →Merkmale aus A sollen erhalten bleiben und nur bestimmte Merkmale aus B eingeführt werden Verdrängungszucht →kontinuierliche Verdrängung des Genpools aus Population A durch Verpaarung mit Tieren aus Population B Kombinationszucht→ Bildung einer neuen Rasse durch Kombinationen guter Merkmale aus verschiedenen Populationen b) in geschlossener Population: Inzucht → Min. ein gemeinsamer Vorfahr Linienzucht→milde Inzucht, Ziel: außergewöhnliche genetische Veranlagerungen in den folgenden Generationen erhalten Erhaltungszucht→gefährdete Nutztierrassen, Ziel: Erhaltung des Genpools 2. Kreuzungzuchtmethoden: a) diskontinuierliche Kreuzung: Erzeugung von Kreuzungstieren, die gute Merkmale aus den Elterntieren erhalten und die nur als Nutztiere geahlten werden (Schwein)→Heterosis Effekt Einfach- Kreuzung → 2 Rassen: ein Tier mit den beste Eigenschaften der Ausgangsrassen (Fleisch+Stressunempfindlichkeit) Mehrfach-Kreuzung →weibliche F1 Tiere (aus 2 verschiedenen Rassen) mit männlichen aus 3. Rasse usw. Drei-Rassen-Kreuzung→wie mehrfach Kreuzung nur nach 3 Rassen Schluss Rückkreuzung b) kontinuierlich: →weibliche Kreuzungstiere (Generation für Generation) + reinrassiger Vater Terminalrotation→ weibliches Kreuzungstier + reinrassiger Vater Wechselkreuzung→wie Rotationskreuzung, nur dass die vatertiere zugekauft sind und so keine Ausnutzung der Kombinationseffekte eintritt Rotationskreuzung Drei-Rassen-Rotation
• OPU Ovum pick up Eierstock wird punktiert und so die Eizellen "rausgesaugt"
• IVM, IVC und IVF in-vitro-maturation (IVM) →rausgespülte Eizellen werden im Reagensglas befruchtet und reifen dort in-vitro-Fetilisation (IVF) →rausgespült Eizellen werden im Reagensglas befruchtet und dann in eine Leihmutter gepflanzt zum reifen in-vitro- →das Ranreifen der Eizelle in der Petrischale vor der Befruchtung

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